芯片,是當下媒體報道的一個熱詞,可芯片到底是什么,很少有人能說清。
創新,也是當下媒體報道的一個熱詞,古往今來,探索和創新也推動了人類思維的進程。
發明,幾乎是創新的代名詞,但是否所有的發明都是人類進步的階梯?對這個問題,需要思維和行動的雙重辯證。
本期所涉,就是上述三個方面的內容。
走進芯片的世界,培養科學的精神
——讀鄒世昌《芯片世界:集成電路探秘》
作者:夏學杰
《芯片世界:集成電路探秘》,是華東師范大學出版社去年出版的一本科普類童書,雖是童書,卻老少咸宜,它也能幫助成年人大致了解芯片的世界。
這本書起源于上海新聞廣播《海上暢談》策劃的一檔“創新之問·小學生對話中國院士”系列廣播節目,該節目邀請中國科學院的院士來和小學生一起暢談當前有趣的科普話題。孩子們天馬行空腦洞大開地提問題,院士們不斷接招,答疑釋惑,產生了許多有趣的對話。本書就是從中國科學院院士、集成電路專家鄒世昌與孩子們的談話整理而來。
在這本書里,鄒院士回答了孩子們最感興趣的問題,介紹了芯片的小知識以及中國集成電路發展的歷史。
鄒世昌告訴小朋友們,計算機最重要的部分就是它的芯片,而現在人們日常生活中到處都有芯片的身影,比如交通卡、銀行卡、身份證、手機、電子表、智能全自動洗衣機、智能電飯煲,等等。
《芯片世界:集成電路探秘》鄒世昌著華東師范大學出版社2017年8月出版
芯片又是什么呢?本質上講,就是集成電路。用于制作集成電路的材料則是半導體,所謂半導體,就是有時導電,有時不導電的材料,如鍺、硅、砷化鎵等,科學家利用它們的特性,通過一定工藝,制作成晶體管,再把這些不同功能的大量的晶體管(可能上億個)做成各種復雜的電路,這種復雜的電路具有各種功能、能完成各種指令,被稱為集成電路。隨著現代工藝的進步,集成電路越來越復雜,體積越來越小,最終的產品形態就是我們今天各行各業都在使用,都離不開的芯片。
鄒世昌院士為孩子們講芯片知識,不光是講理論研究的內容,還結合我國的產業現狀,讓孩子們了解產業背景知識,啟蒙他們的職業意識,讓他們知道科技強國的夢想務必立足現實。
他介紹這幾年我國采取措施發展集成電路產業的情況:現在上海已經形成了從設計、制造到封裝測試的集成電路產業鏈,但是還沒有把產業鏈各個環節連接起來。國內芯片制造線大部分是為國外設計公司代加工芯片,國內要用的集成電路80%以上都要從外國進口,我們做的芯片有的到外頭轉一圈又回來了。
為什么不能把它們連接起來呢?一個比較關鍵的問題是我們還不能根據系統的要求,根據它的功能,經過數字模擬,來自主設計我們需要的線路和版圖,成為集成電路,再加工成為芯片。
鄒院士告訴孩子們:要發展集成電路設計業,需要大量年輕的工程師,包括計算機專業、微電子專業、軟件專業、通信專業的年輕工程師。他寄希望于孩子們:如果你們中間有人對設計感興趣,可以往這個方向發展。
《芯片世界:集成電路探秘》作為一本科普讀物,是尤其適合給孩子們看的。在很多孩子沉迷于網絡游戲,喜歡追影視明星的今天,給孩子們普及網絡游戲背后的科學知識,幫助他們從小樹立起嚴謹的科學精神,開啟他們的職業夢想,是十分迫切和重要的。
是什么影響了人類的思維進程?
——讀倫納德·蒙洛迪諾《思維簡史》
作者:任蓉華
從邁出直立行走的第一步,到遨游太空漫步月球,從手握木棍、石塊的原始人,到發展出先進科技的現代人,是什么推動著人類思維的進程不斷跨越?或許,美國理論物理學家倫納德·蒙洛迪諾的《思維簡史》可以告訴我們答案。
《思維簡史》[美]倫納德·蒙洛迪諾著中信出版集團2018年4月出版
在《思維簡史》中,倫納德·蒙洛迪諾從古埃及文明到美索不達米亞的奇妙算法,從畢達哥拉斯、亞里士多德到伽利略、牛頓、愛因斯坦,從推理文化的誕生到物理學、化學、現代量子物理等學科的形成,均加以詳細評述,并通過對關鍵節點的解讀,揭示發展背后的強大驅動力。他認為,正是好奇心和不斷從失敗中總結經驗的本領,使得現代智人的思維高出其他靈長類動物,包括人類的近親。倫納德在書中寫道:在求知欲和好奇心的促使下,人類持續不斷地進行著變革。但這一過程無疑是痛苦的,因為變革對人類提出了更多、更新的要求,它迫使我們走出舒適區,打破固有的思維定式,以至于讓我們產生困惑,甚至會不知所措。所以,每一位懷揣新理念的科學家的嶄露頭角,每一次摧枯拉朽的變革的率先嘗試,都意味著要遭到大多數人的抵制、怒斥或冷嘲熱諷。
但倫納德又指出,盡管這樣,革命性的發展通常就是在這種氛圍下完成的。除此之外,在探索的道路上,對于一名科學家來講,最棘手的不是論證某個猜想,而是要先說服自己。《思維簡史》對牛頓、達爾文、愛因斯坦等偉大科學家在產生新念頭時的內心掙扎有精彩論述:在牛頓發現萬有引力之前,他只認為天體之間是有引力的,難道天上、地上共用的是一套系統?這在他個人看來簡直不能接受;提出進化論的達爾文,本身就是一名虔誠的教徒,上帝并不主宰一切,這對他來說絕對難以置信;當幾乎整個物理學界都認為,牛頓之后再無可研可究之物時,愛因斯坦提出了相對論,一舉把牛頓拉下了神壇,這種大無畏的勇氣連他自己都大呼受不了。
永葆好奇、系統思考以及不斷挑戰極限,正是推動人類腳步不斷跨越的根本。
發明,不只是人類文明進步的階梯
——讀蒂姆·哈福德《塑造世界經濟的50項偉大發明》
作者:禾刀
發明,是人類文明發展的加速器,我們生活的當下,發明日新月異,過去一般人去個縣城就算出趟遠門,而今坐上高鐵一天飛奔數千公里也稀松平常。
著有《臥底經濟學》的英國經濟學專欄作家蒂姆·哈福德在其新著《塑造世界經濟的50項偉大發明》中,列舉的50項發明,有的并非只是基于對過往技術的改善,而是另起爐灶。如冷鏈的出現,一開始僅僅是實現對許多水果和食物的長距離長時間保鮮運輸,后來應用到疫苗的推廣普及,為提高嬰兒的成活率立下了汗馬功勞。
《塑造世界經濟的50項偉大發明》,[英]蒂姆·哈福德著,中信出版社2018年4月出版
發明有時還會創造一種新的經濟模式,蒂姆提到的50項發明中就包含了移動支付,遺憾的是未能在書中進行充分鋪展。但據今年上半年發布的《數字中國建設發展報告(2017年)》顯示,我國2017年全年移動支付交易規模超過200萬億元,這個數字在全球位居第一。龐大數字的背后,是移動支付正在成為人們生活的習慣。
然而,萬事有矛必有盾,蒂姆指出,發明給某些人解決問題的同時,也會給另外一些人帶來問題。比如說,新技術的出現往往有助于提升生產效率,從而為資本創造更多利潤。在市場利潤的刺激下,生產效率越來越高的機械層出不窮,新機械紛紛應用“此長”的背后,往往是用工需求的“彼消”。可以預見,在機器人時代許多傳統崗位必將徹底消失。
好在技術進步雖然會淘汰一些落后崗位,但常常也會創造新的就業,環顧我們四周便不難發現活例,如手機的出現大大打擊了傳統電話業務,人類也基本上告別了延續數千年的書信傳統;但另一方面,手機從研發到生產到營銷到售后,又開創了一個龐大的用工鏈條。
此外,發明創造既會產生正面效應,也會生成負面效應,例如不易降解的塑料制品。有人預計,到2050年,海洋里的所有塑料比所有的魚加起來都重。
盡管發明難免會有副產品,但這并不意味著人類要因噎廢食,關鍵在于制訂完善的規則和法律,尋找人類命運共同體的最大公約數。今天,創新正成為各國競爭的主戰場,有必要指出的是,本書提及的所有50項發明中只有紙的發明來自中華文明,因此,在我們的發展之路上,發明創新依然任重而道遠。
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原文標題:芯片、思維和人類的發明
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